Compressed Sensing

Escuela aumentada

En Latinoamérica la integración de la tecnología emergente llamada realidad au- mentada en las instituciones educativas se ha convertido en un formato novedo- so que llama bastante la atención para ser incluido en las propuestas didácti- cas, curriculares y en el desarrollo de múltiples ideas para obtener experiencias de aplicación en el campo de la educación. A la fecha hay mucho por descubrir, pero ¿Por

dónde empezar? es una de las preguntas

más frecuentes en la lectura del tema de la realidad aumentada en educación, ya que se presenta una significativa red de ideas, formas y posibilidades por explorar en el tema.

Realidad aumentada

De acuerdo con Ferrez (2012) la realidad aumentada (RA) es una técnica que consis- te en añadir información sobre un escenario real, este proceso se realiza en tiempo real en función de lo que captura una cámara de un dispositivo y se establece, además, una relación espacial entre la información virtual y su entorno real. Los elementos esenciales necesarios para poder disfrutar de la RA consis- ten en un ordenador o un dispositivo móvil, una cámara y una aplicación que ejecute la RA. Si la información que se va a añadir al entorno real está ubicada en la red se precisará, además, conexión a Internet.

Componentes de la realidad aumentada

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Monitor del computador: instrumento donde se verá reflejado la suma de lo real y lo virtual que conforman la realidad aumentada.

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Cámara web: dispositivo que toma la información del mundo real y la transmite al software de realidad aumentada.

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Software: programa que toma los datos reales y los transforma en realidad aumen-

tada.

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Marcadores: los marcadores básicamen- te son hojas de papel con símbolos que el software interpreta y de acuerdo a un marcador específico realiza una respuesta específica (mostrar una imagen 3D, hacerle cambios de movimiento al objeto 3D que ya este creado con un marcador).

El desarrollo de las Tecnologías de la Infor- mación y la Comunicación TIC ha permitido el uso de nuevos recursos que aumentan las posibilidades de interactuar con los objetos de conocimiento brindando al ámbito de la educación un abanico de nuevas posibilida- des que hasta hace una década podían haber sido considerados ciencia ficción, pero que hoy son una rea lidad permitiendo sistematizar los aprendizajes como experiencias interactivas. The Horizon Report es publicación anual centrada en la educación superior, y en el año planteó que para el 2013 o el 2014 una de las tecnologías emergentes en educación será la RA. Ello se debe a diversos factores. Uno es el desarrollo de la propia tecnología pero las metodologías que se intentan adoptar en los centros educativos es, desde la perspectiva de la educación, tal vez la más importante. No obstante, en la décima edición publi- cada en 2013 se describen las conclusiones anuales del Proyecto Horizon NMC, un proyec- to de investigación de una década de duración diseñado para identificar y describir las tec- nologías emergentes que puedan tener un impacto en el aprendizaje, la enseñanza y la investigación creativa en la educación supe- rior en la que se identificaron seis tecnologías emergentes que se describen a través de tres horizontes de implantación dentro de uno a cin- co años, así como las principales tendencias y desafíos que se espera que continúe en el mismo periodo, dando a los líderes universi-

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tarios y profesionales una guía valiosa para la planificación estratégica de tecnología. Lec- tura complementaria http://www.nmc.org/ pdf/2013-Horizon-Report-HE-ES.pdf

Una de las tendencias que se señalan en el informe son las ex pectativas de los usuarios de edades más tempranas frente a los actuales dispositivos móviles para poder acceder a la información a cualquier hora y desde cualquier lugar, o para poder desarrollar sus labores sin estar limitados por cuestiones de tiempo ni espacio. De acuerdo con Johnson, et. al., (2011) “La gente espera ser capaz de trabajar, aprender y estudiar cuando y donde quieran”. La implementación de las TIC en la educación permite la integración de los entornos virtua- les y los entornos de realidad aumentada con la finalidad de que se vuelva una herramienta tan común como cualquier texto o referencia bibliográfica centralizando el aprendizaje en la participación activa del estudiante, en sus intereses, en situaciones relevantes y directa- mente relacionadas con su vida real supo ne un cambio en los planteamientos pedagógi- cos que exigen el diseño de nuevas pro puestas metodológicas y el uso de recursos didácticos

capaces de facilitar nuevos procesos que mejoren la

interacción con la información y que puedan ser utilizados por estudiantes de primaria, zsecundaria y superior, desarrollando mayor interés por la asignatura en la que participa. Al analizar las posibilidades que ofrecen las aplicaciones de RA, Prensky (2011) manifiesta que los niños y niñas de hoy no solo necesi- tan que lo que aprendan sea relevante, si no que sea real, que tenga una aplicación fuera de la escuela y que pueda ser empleado de manera inmediata en situaciones reales y que se puedan ejecutan en dis positivos móviles y que amplíen de manera cualitativamente signi-

ficativa la información situada, contextuali- zada, desde el lugar y en el momento que el “consumidor” la precisa.

Tal como plantea Prensky, permiten superpo- ner datos o informaciones com plementarias al mundo real hecho que puede favorecer la asimilación puesto que ayuda a comprender lo que se está viendo e incluso a relacionarlo con otros contenidos (lite rarios, históricos, leyes físicas).

La realidad aumentada en la educación

La realidad aumentada ha tenido un ma- yor impacto en el ámbito de la publicidad y marketing, así como en el campo de la in- vestigación, pero es realmente en Educación donde esta tecnología es principalmente valio- sa. La asociación de información virtual con objetos o eventos del mundo real, proporciona nuevas formas de percibir e interactuar con el entorno, permitiendo un mejor conocimien- to de la realidad y la posibilidad de ofrecer experiencias con gran potencial educativo La realidad aumentada, como herramienta de apoyo en el ámbito educativo, estimula las ganas de aprender, despierta el interés, au- menta el nivel de atención, crea en los estu- diantes un espíritu investigador y muchas otros factores que ayudan a que el entendimiento y asimilación sea mucho más fácil.

Por otra parte, los objetos de aprendizaje se ven reflejados en la facilidad de dar conocimiento a aquellos que desean adquirirlo de una forma fácil y didáctica, además ayuda a aumentar el interés investigativo de los estudiantes por los temas5.

Con las oportunidades que ofrece la RA para avanzar en la capacidad de innovación del estudiante, al permitir un modelo que interac- túa en tiempo y espacio real, los estudiantes

podrán adquirir los conceptos de las asignaturas de forma sensitiva y atractiva para mantener la atención, fomentar la curiosidad y

desarrollar capacidad investigativa (Barfield y Caudell, 2001).

Desde la perspectiva de la educación, la meta del uso de realidad aumentada aplicada en los objetos de aprendizaje, es que sea una herramienta potencial donde los estudiantes logren interactuar de forma dinámica con tópicos específicos de determinadas asignaturas, a través de una representación virtual.

Con base en lo anterior resulta relevante ofrecer información asociada a determinados espacios físicos en los que los estudiantes encuentren objetos que puedan identificar diferentes proyectos en los cuales se aplica la realidad aumentada con el fin de mejorar el entorno de la educación, formando parte de la generación de ambientes de aprendizaje con el fin de aumentar la motiva- ción, y sobre todo aumentar la comprensión de diversos temas que requieren la representación física de ciertos objetos o fenómenos ya sean relativos al momento en que ellos estén realizando la observación o a otros momentos pasados o futuros.

Como en el caso del Museo de Historia Natural de New York en el que se pueden visualizar mamíferos (algunos ya extintos) mediante RA, logrando verlos desde cualquier ángulo y obtenien- do información adicional sobre sus características y forma de vida. El museo presentó en el año 2012 la exposición “Más allá del planeta Tierra” complementada con unas aplicaciones de RA

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que permitieron, entre otras acciones, encontrar una nave espacial con destino a Marte, vislum- brar un asteroide cercano a la Tierra o ver un elevador lunar despegar de la Luna.

De acuerdo con Vian (2009) el impacto de la RA como tecno logía integrada en la sociedad ad- quiere una dimensión centrada en la transformación sensorial y sus implicaciones culturales, con- siderando el paso de la abstracción al aprendizaje significativo y contextualizado, adquirido a través de múltiples experiencias sensoriales. Este tipo de interacción permite una mejor asimi- lación de la información lo que supone tener que imaginarla en su totalidad, de una forma más abstracta. “Por lo tanto, la experiencia educativa trasciende la experiencia intelectual accesible a través de la cultura impresa para convertirse en una experiencia capaz de ser percibida a través de todos los sentidos”.

Los entornos de RA, permiten por una parte la interacción directa con el entorno u objeto de estudio que atribuye un valor de veracidad, y por la otra permite hacer mucho más creíbles y signi- ficativos los aprendizajes. Por ejemplo las imágenes en 3D permiten a los estudiantes interaccionar con objetos virtuales que reproducen objetos reales que, debido a variadas circunstancias, como el tamaño, el costo, la peligrosidad o la distancia, no podrían ser manipuladas de manera real. Un ejemplo de este tipo de aplicación es A-RA! Realidad Aumentada Aplicada a la enseñanza de la axonometría, es un trabajo de investigación de Víctor Valbuena (alumno de 2º de Bachille- rato del Institut Vilatzara Vilassar de mar en Cataluña, España) y tutoriado por el profesor Jesús Arbúes, que tiene por objetivo facilitar la enseñanza del dibujo técnico (axonometría) empleando esta tecnología.

Disponer de una buena capacidad visión espacial es clave para imaginar y dibujar figuras tridi- mensionales. Con este trabajo se pretende ayudar a aquellos alumnos con dificultades de percep-

posibilita visualizar modelos 3D y manipularlos para poder percibirlos desde cualquier punto de vista. Una excelente herramienta para el aula.

Entonces, la representación de objetos en 3D permite una exploración espacial que no permiten otros medios de representación en 2D. El nivel de abstracción que se exige en este último caso dificulta que algunos estudiantes puedan entender realmente el espacio tal y como es. Manipular objetos virtuales como si fuesen reales puede mejorar la com prensión y, de este modo, avanzar en el conocimiento de ciertos procesos o fenómenos.

Otro ejemplo se puede encontrar en Corinth Anatomy Augmented Reality esta aplicación de rea- lidad aumentada proporciona una experiencia increíble a los usuarios y constituye un poderoso recurso a disposición de los profesores y alumnos para un aprendizaje realmente significativo, con el uso de la cámara de la tableta o PC se podrá explorar el cuerpo humano en 3D y aprender de forma interactiva.

En las experiencias de RA, el estudiante se interactúa con objetos reales y a la vez con objetos virtuales, todos ellos permiten de acuerdo con los postulados de Vigotsky revisar los aprendizajes anteriores, reestructurando el pensamiento, dando sentido a aquello que se percibe del mundo exterior. Desde allí el estudiante puede encontrar una oportunidad que le permita convertir la información en verdadero conocimiento, para mejorar sus competencias personales ayudándole a resolver problemas que se puedan plantear en la vida real.

Como lo mencionó Vigotsky (1979) los individuos desarrollan formas de interpretar y estrategias para relacionarse con su mundo, estrechamente vin culadas al tipo de interacciones que pueden

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establecerse con las herramientas y siste mas de signos externos con significados. En este sen- tido, el uso de la RA está generando cambios sustanciales en la forma de acceder, interpretar y comunicar el conocimiento desde el campo de la educación.

La realidad aumentada en la nueva socie- dad del conocimiento

La realidad aumentada es una transformación radical de nuestra relación con las imágenes, la realidad y el conocimiento. Desde el punto de vista del desarrollo de competencias una de las ventajas de utilizar la realidad aumentada es que el estudiante no pierde el contexto del mundo real, de esta manera es posible que él pueda interactuar a través de dispositivos ca- paces de superponer a la imagen, o directa- mente sobre la propia realidad, una serie de parámetros relacionados con aquellas caracte- rísticas y particularidades que no revela la pura apariencia pero sin embargo forma parte de la ontología del objeto o de la situación.

Las técnicas de la RA combinan en tiempo real la realidad óptica con la información misma formando distintos tipos de información. Los sistemas de Realidad Aumentada se transfor- man así en una serie de tecnologías que pue- den convertirse en prototípicas de la nueva sociedad del conocimiento.

La sociedad del conocimiento tal como la esta- mos describiendo requiere personas con habi- lidades y competencias acordes a las exigencias del nuevo escenario y, por lo tanto, en este con- texto también le está reclamando cambios a la escuela. Las habilidades y competencias que se requieren para la creación de nuevos conoci- mientos, como la solución de problemas, la co- municación, la colaboración, el espíritu crítico y la expresión creativa deben considerarse den- tro de los objetivos de los planes de estudios. La escuela del siglo XXI necesita docentes que

organicen procesos de aprendizaje, ayuden a los estudiantes a adquirir nuevas competencias cognitivas, y estructuren situaciones en las que estos puedan aplicarlas.

De acuerdo con el Departamento de Educa- ción de Cataluña cuando un estudiante este trabajando con una aplicación que presenta cúmulos de in formación superpuestos a la realidad, está captando información que debe posteriormente relacionar con el contexto en el que se encuentra. Que esta información se transforme en conocimiento dependerá, de la propuesta de actividad que le plantee el docen- te. Pero lo que sí se puede asegu rar es que está desarrollando competencias de tratamiento de la información, de interacción con el mundo físico, competencias de orden social y ciuda- danas, competencias matemáticas, artísticas y culturales”.

Ejemplos de ello son:

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El 3D Magic Book, es una colección de libros educativos para niños que no solo contienen ilustraciones sino que también ofrecen realidad aumentada para comple- tar la información. Esta tecnología edutain-

ment funciona de la siguiente manera, una

cámara zenital registra el libro y la página donde se está, una consola (conectada a la TV) procesa la info y proyecta en panta- lla el video de libro con el entorno virtual y animación correspondiente. Por lo que el niño al cambiar de página automática- mente cambia algo en la pantalla, si gira el libro también está girando la perspectiva de la animación; una interacción sencilla pero entretenida para los infantes. Después del salto hay fotos y un video de este 3D Magic Book.

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Las Leyendas de Girona: da la posibilidad de realizar un recorrido siguiendo las leyen- das más populares de la ciudad y a su vez los estudiantes ejercitar determinadas habi-

lidades y adquieren nuevos conocimientos. En esta actividad se trabajan la competen- cia digital, la de trabajo en equipo y la del conocimiento del medio social.

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El Sistema Solar es un libro donde el estu- diante explora los planetas y muchas más experiencias de realidad aumentada que incluyen: conducir el todoterreno de Mar- te, contemplar el Sistema Solar desplegado, subir hasta la Luna en el ascensor lunar, in- cluye el enlace para la aplicación gratuita, para iPad, iPhone, iPod y Android.

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Para estudiantes de educación primaria existe un juego llamado Buffalo Junt sobre la historia de los nativos america nos. Utili- zando tecnología GPS ven aparecer capas de RA que les va ofreciendo información en distintos formatos: texto, audio o video, o sugiriendo actividades relacionadas con su espacio real. De esta manera co nocen he- chos de la historia de su país.

Integración a la docencia y a la investiga- ción de medios en realidad aumentada

La implementación de la RA en Colombia, se ha convertido en un importante tema con grandes posibilidades de ser aplicada con bajo costo, considerando que cualquier estudiante entusiasta por el saber con conocimientos o no de programación y diseño puede desarrollar su propia tecnología desde su casa. Se requiere entonces de interés por el tema y de compro- miso en el desarrollo de proyectos que gene- ren una visión social que permita que la gente acceda a información de alta calidad gratuita y eficaz.

Con el fin de aplicar esta tecnología en edu- cación superior se han desarrollado algunas herramientas con el fin de que la RA esté al alcance de programadores y desarrolladores en general, lo que hace posible una gran difu- sión de esta tecnología, y vinculando diferentes disciplinas académicas, tales como ingeniería

mecánica y la ingeniería informática, medici- na, diseño gráfico, entre otras; usando desarro- lladores como Web3D.

Mediante estas herramientas se puede estable- cer una conexión entre los conceptos teóricos y la práctica, con la posibilidad de ser modifi- cado según los intereses del usuario, por eso se abarca como una herramienta para el desarro- llo de competencias de formación.

Ejemplos de ello son:

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Implementación de una plataforma de rea- lidad aumentada para el apoyo al proceso de diseño de producto en la Universidad EAFIT.

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El Museo Nacional de Colombia implemen- tó dispositivos de realidad aumentada para que los visitantes de El silencio de los ídolos, una evocación de la estatuaria agustiniana puedan ver los monolitos del bosque, por medio de tabletas y teléfonos celulares.

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Uso de realidad aumentada para enseñanza de Conceptos Básicos de Física Mecánica en la Universidad del Norte de Barranqui- lla.

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Objeto virtual de aprendizaje para la ense- ñanza de la química del carbono soportado en dispositivos móviles y realidad aumen- tada del Grupo de investigación Cymted-L de la Facultad de Educación y Ciencias Hu- manas de la Universidad de Córdoba.

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Proyecto sobre la gestión ambiental apoya- da por realidad aumentada, para el desa- rrollo del pensamiento social en estudiantes del grado noveno realizado en la Maestría en Educación de la Facultad Ciencias de la Educación de la Universidad Tecnológica de Pereira.

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El futuro de la tecnología en general está avan- zando a pasos agigantados, de manera de que la tecnología que en su tiempo es desarrollada solamente con fines investigativos o militares, tal es el caso de la tecnología de la NASA, no tarda mucho en implementarse en la vida coti- diana de todas las personas.

Una empresa colombiana con este perfil es BAKÍA, http://www.bakia.co/ que junta

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